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世界に誇れる研究開発成果
30周年 細径高密度化技術 民営化30周年記念 光ケーブル 世界に誇れる研究開発成果 光ケーブル開発の歴史 えんどう ようへい 遠藤 洋平 なかがわ な お き /中川 直樹 か と う たけあき /加藤 丈明 NTTアクセスサービスシステム研究所 てつたに しげかつ /鉄谷 成且 お も と きよし /尾本 清 NTT民営化後30年が経過しましたが，これまでさまざまな地下・架空光ケーブルが開 発されてきました．民営化直後は加入者光ファイバケーブルへの適用拡大を目指し，そ の後多心化や細径高密度化を図り，さらなる経済化を達成しました．それらの光ケーブ ル開発の歴史を紹介します． 情報化社会の到来と NTTの取り組み 者光ファイバケーブルとして最初に 光ファイバのテープ化による高密度 FTTHト ラ イ ア ル を 実 施 し た の が 化技術， ５ 心一括融着接続技術が確立 1984年となります．ただ採算性から されたことがきっかけで1986年テー 導入はなかなか難しく，足踏みをする プ心線スロット型を採用した高密度 1989年以降に普及し始めた一般家 期間が続いていました．しかし，1990 GI型光ファイバケーブルを導入しま 庭向けのインターネット接続サービス 年に提唱されたVI＆P構想に基づきア した （図1） ．当時はGI型が主流であり， は当初，加入者回線を利用したダイヤ クセス網の光化を推し進め，多心高密 製造メーカも技術的完成度が高いGI ルアップ接続によって提供されていま 度光ケーブルの導入等により低コスト 型光ファイバを継続して開発していく した．しかし2000年前後からADSL 化を実現しました．そして一気に光 ことを推奨していましたが，NTTは， （Asymmetric Digital Subscriber ファイバを媒体とする通信方式が普及 SM型のほうが低損失，広帯域特性に Line）による常時接続サービスが開 始され，一気にインターネットが普及 し始めました．しかし，映像，音声等 の大容量データを扱うためには電話線 （2） していくことになります ． 光ケーブル開発の推移 加えて将来的な経済性で利点がある 点，および融着接続やコネクタで多心 一括接続を実現できるという技術的洞 察からSM型を主流に据える決断を下 しました． （メタル）を媒体とした通信には限界 1985年の民営化前の段階ですでに があり次世代通信方法を考える必要が 光ケーブルは商用化されており，GI また同時に，止水対策としてガス保 あ り ま し た． そ こ で 登 場 し た の が （Graded Index）型の広帯域専用線お 守に切り替わる新たな技術として止水 FTTH（Fiber To The Home）をベー よび加入者光ファイバケーブル等が テープ技術を確立させ，合わせて浸水 スとした高速インターネット接続サー 存在していました．民営化後は加入者 検知モジュールを開発しました．それ 光ファイバケーブルの普及を目指し らの技術を組み合わせ1989年にSM型 NTTにおいては，1975年に光ファ て，SM（Single Mode）型を中心と 光ファイバWB（WB: Water Block イバの基礎研究を開始し，1978年に して地下，架空ともにケーブル構造の ing）ケーブルを開発しました． 初めて光ファイバケーブルを使った商 改善や，周辺物品を含め多岐にわたる さらに，1991年には心数系列を300 用レベルでの現場試験（唐ヶ崎─浜町 開発が進められました．これら民営化 心まで拡大し，多心中継光ファイバ 間）を実施しました．さらに，より広 後に開発された光ファイバケーブルを ケーブルで用いられていたマルチス 帯域，大容量の伝送方式として日本縦 歴史に沿って紹介します（3）． ロットロッド構造の長尺布設を図り 貫光ファイバケーブル伝送路（旭川─ ■地下光ファイバケーブル 300心までをシングルスロットロッド （1） ビスとなります ． 鹿児島間）を構築しました．その後， （1） SM型光ファイバケーブルへの 構造とするWBS（S：シングルスロッ 目線は加入者光ファイバケーブルの開 転換，および非ガス保守による トロッド）ケーブルを開発しました． 発へと移行していきます．そして加入 ケーブル止水技術の確立 しかし，加入者光ファイバケーブルに 48 NTT技術ジャーナル 2015.10 世 界に誇れる研究開発成果 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 ファイバ GI 0.9 mm単心 テープ化 種別 SM 0.9 mm単心 テープ化 ケーブル 防水 ケーブル 構造 0.4 mm厚 4 心テープ 薄肉化 8 心テープの追加 0.5 mm単心線 0.3 mm厚4/8心テープ 8 心間欠接着型 光ファイバテープ ガス保守 非ガス保守 撚り集合 中継系の 全SM化 中継 GI型光ファイ SM型光ファ バケーブルの イバケーブル 導入 の導入 24心GI型光ファイバ ユニットケーブル 24心GI型 光ファイバ ケーブル シングルスロットロッド マルチスロットロッド 非ガス 保守化 100心SM型IF 光ファイバケーブル 300心SM型 光ファイバIFSケーブル 介在対削減（10対⇒ 4 対） による細径軽量化 ケーブル構造 ・防水テープ技術の確立 ・浸水センサモジュールの開発 テープ心線スロット 構造 ・偏心の小さいSM 中継系光ファイバ （加入者系技術） の採用 型光ファイバ技術 0.3 mm厚光ファイ ケーブル技術の切 バテープ技術 の確立 出し ・テープ心線による ・低損失で簡易な （散在需要への対応） 高密度化技術の確立 SMファイバ多心一 ・ 5 心一括融着接続 括接続技術の確立 8 心加入細径SM型 技術の確立 光ファイバWBSケーブル 加入 100心加入者光ファイバ ユニットケーブル（GI） 300心SM型 100心SM型 光ファイバ 200心 光ファイバ WBSケーブル 高密度GI型 WBケーブル 光ファイバ ケーブル GI型光ファイバ ケーブルの導入 SM型光ファ イバケーブ ルの導入 300心SM型光ファイバ WBAケーブル 配線区間へ 0.5 mm単心線を 用いることによる CAPEX/OPEX 削減 布設工法見直し によるテンショ ンメンバ細径化 40心単心SM型 100心単心SM型 光ファイバ 光ファイバ WB-Nケーブル WB-Sケーブル 300心SM型光ファイバ WBBケーブル 1000心SM型光ファイバ 1000心SM型光ファイバ ・テープ厚薄肉化 ・Ｒ15 ｍｍファイバ 採用による細径化 WBAケーブル WBBケーブル 1000心SM型 光ファイバ 300心シングル 1000心 WBMケーブル スロットの導入 シングルスロットの導入 1000心SM型光ファイバ HD-WBケーブル 間欠テープ適用に よる細径高密度化 2000心SM型光ファイバ WBZケーブル 図 1 地下光ファイバケーブル変遷 関してはマルチスロットロッド構造を 採用しているため識別を容易にする （3） 設備基盤コスト削減に向けた さらなる細径高密度化 6000心収容まで可能とするWBZ（Z： アルファベットの最後 ※最終形） ケーブル（2000心）を開発しました． 必要がありWBSとWBM（M：マルチ 2008年には，基盤設備を有効活用 スロットロッド）と 2 種類に区別しま し投資抑制を図るという観点から 1 管 HDWBと同じ23 mmという外径を担 した． 路3000心収容を目指した細径高密度 保しつつ，収容心線数を 2 倍にするた ケ ー ブ ルHDWB（HD: High Densi め，高密度化に適している間欠接着型 そして1995年にはテープ被膜を0.3 ty）ケーブル（1000心）を開発しまし テープ構造を採用しました． mm厚にする光ファイバ製造技術の向 た．さらなる細径化のため実装光ファ また，一括融着作業性とケーブルの 上とスロッド内における積層テープ数 イ バ にR15フ ァ イ バ 同 等 のMFD 製造性を考慮し， 2 心をテープ被膜化 の多層化により，細径軽量化された （Mode Field Diameter）を持たせつ した光ファイバを横に 4 つ並べ，間欠 WBA（A: Access）ケーブルが開発さ つ，製造性能を落とさないために機械 的に接合した 8 心間欠接着型光ファイ れました．それにより1000心ケーブ 特性（プルーフ試験，曲げ特性）まで バテープを新たに開発しました．ほか ルの外径が40 mmから30 mmに細径化 はR15ファイバに準拠しない特徴的な にも2000心ケーブルに対応したクロー されました．その後，ケーブル許容張 SM型光ファイバ「S」を用い，また ジャと間欠テープ（R15ファイバ）に 力の見直しを図りテンションメンバの 保守用心線に関してはそれまでの浸水 対応した浸水検知モジュールも開発 細径化，およびスロットロッド製造技 検知技術との整合性を取るためにR30 し，実用化ケーブルでは世界最高密度 術の向上から標準外径，概算質量を低 ファイバのままとしました．これによ （2015年 8 月時点）の光ファイバケー 減させたWBB（B：Aの後継という意 り標準外径を23 mmまで細径化するこ ，5） ブルが誕生しました（4）（ ． 味でAの次アルファベット）ケーブル とができました． ■架空光ファイバケーブル （2） 構造見直しによる細径化 を開発しました．またコスト削減のた そして2014年には今後のビルマイ め心数系列の見直しを図り600，800 グレーションに向けて，さらなる基盤 従来，光ケーブルは地下への適用が 心を品目から削除しました． 設備の有効活用を目指し， 1 管最大 主であり，光アクセス網の拡大のため （1） 架空への光ケーブル適用拡大 NTT技術ジャーナル 2015.10 49 には架空への展開が必要でした．しか た． このほか， この時代に加入者光ファ が従来のS撚りスロットロッド構造に し架空ではダンシング（強風による共 イバの拡大を目指し提唱されたCT/ 比べて遥かに高くなるため心線移動の 振現象）が光ファイバに与える影響が RT方式やINSサービスの提供地域拡 予防が可能であり，また心線余長を長 無視できない以上，困難とされていま 大に伴い，次第に散在需要への対応が く確保できるためクロージャの後分岐 した．そこでケーブル構造をプレハン 必要となってきたことから，より経済 設置も可能となりました．さらに弛み ガ型構造にすることでこの問題を解決 的，かつ迅速に対応可能なケーブルと と窓あきを確保しつつ一体成型する することにしました．プレハンガ構造 して1993年に開発されたのが加入細 ことで製造工程を減らすことができま は一定間隔ごとにケーブル部と支持線 径ケーブルとなります． した． を固定しており，固定部以外はケーブ その後各地で加入者光ファイバ布設 1999年にはさらなるアクセス網の ル部と支持線との間に空間をつくるこ が進む中，寒冷 ・ 強風地域において断 光化を目指し，光による局ビル─加入 とで風を上手く逃がすことが可能とな 線事例などが発生しました．この要因 者間のトータル設備を低コストで提供 ります．この構造を適用し，架空展開 としては温度差による心線移動力の発 するためSSW（W: Window）ケーブ を可能にしたのが1988年に開発され 生と振動による摩擦力増加と考えら ルが開発されました．FTTHをメタ たSM型 光 フ ァ イ バSS（Self Sup れ，これに対応するためSZ撚り構造， リック並コストで実現するため，心数 port）ケーブルです（図 2 ） ．その後， およびダルマ型構造を採用したケーブ 系列を見直し，経済化の観点から少心 1990年 に 支 持 線 を 自 己 支 持 型 メ タ ルが開発されました．これが1997年 系（24心，40心）はノンスロット構 リックケーブルの吊線（CR）と同一 に導入されたSSD（D: Dalma）ケー 造を採用，多心系に関してもスロット 規格としてSSR（R：CR吊線の使用） ブルであり，200心まで心数系列を拡 リブの構造を改良することで，細径高 ケーブルと名称変更した後，1992年 大しました．SZ撚りスロットロッド 密度化できました． に160心まで心数系列を拡大しまし 構造はケーブルコア ・ 心線間の摩擦力 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 ファイバ 種別 ケーブル 構造 テープ心線の単心運用技術の確立 薄肉化 0.4 mm厚 4 心テープ S撚りスロットロッド・SS型 SZ撚りスロットロッド・SS型 スロットレス・SS型 支持線に CR採用 太径化 0.25 mm 単心線 0.3 mm厚 4 心テープ 0.5 mm 単心線 SZ撚りスロットロッド・丸型 スロットレス・丸型 単心 ダルマ型 SZ/S撚りノンスロット構造 多心化 ダルマ型 SZ撚りスロット構造 プレハンガ型 プレハンガ型 プレハンガ型 S撚りスロット構造 S撚りスロット構造 S撚りスロット構造 多心 ・SZ撚り構造採用 による引通し箇所 へのクロージャ後設置 ・一体シース構造 によるコスト削減 ・多心化 160心SM型 100心SM型 100心SM型 光ファイバ 光ファイバ 光ファイバ SSケーブル SS-Rケーブル SS-Rケーブル 一束化工法 に適用 SZ撚りスロット構造 材料見直し による細径化 間欠テープ適用による 細径高密度化 ケーブル構造 ダルマ型 スロットレス構造 間欠テープ適用 による細径高密度化 スロットレス構造 一束化工法 に適用 ダルマ型 スロットレス構造（単心） スロットレス化に よるコスト削減 24心SM型光ファイバ 24心SM型光ファイバ SSWケーブル ANSケーブル プレハンガ型 S撚りスロット構造 少心に適した 構造の採用 8 心SM型 （散在需要への対応） 加入細径ケーブル 少心 8 心SM型光ファイバSSケーブル テープドロップ構造による経済化 ケーブル弛み付き構造採用による クロージャ後設置可能 8 心SM型 光ファイバ DSケーブル 8 心SM型 8 心SM型 光ファイバ 光ファイバ DSケーブル DFケーブル 〈0.5〉 8 心SM型光ファイバDRケーブル 図 2 架空光ファイバケーブル変遷 NTT技術ジャーナル 2015.10 24心 SM型光ファイバ SSZ/ANSZケーブル ・ルーラルエリアにおける簡易布 設工法の確立 24心単心SM型 光ファイバSSケーブル ・間欠テープ適用 0.5 mm心線 の採用 （クロージャ先行設置を前提） 200心 SM型光ファイバ SSZケーブル 200心 SM型光ファイバ ANSZケーブル 200心SM型 200心SM型光ファイバ 200心SM型光ファイバ ANSケーブル 光ファイバSSDケーブル SSWケーブル 0.5 mm心線の採用 50 単心線集合ケーブル 4 心間欠接着型 光ファイバテープ 24心SM型 光ファイバ DZケーブル 世 ケーブルラインアップの追加 （3） 施工費，物品費の低減に向け た細径高密度化 Bフレッツの本格提供を受け，架空 2012年には，さらなる経済化を求 設備一束化工法を導入するために支持 めSSZ，ANSZケーブルを開発しま 線 を 取 り 除 い たANS（Aerial Non した．高密度実装に適した新構造の間 Self supporting）ケ ー ブ ル を2002年 欠接着型光ファイバテープならびに曲 に開発しました．これは，当面光を既 げによる光損失増加を改善したR15光 設メタルにオーバーレイ構成で構築す ファイバを用いることで，従来と同等 ることを前提として，デマンドに即応 の伝送特性や機械特性を確保しつつ光 した光化展開を図ることを目的として ケーブル内の光ファイバ実装密度を極 います．また翌2003年には散在する 限まで高めた世界最高密度の光ケーブ 光需要に対して経済的に配線するた ルです．間欠接着型テープは隣接する め，DS（Distribution Single）ケーブ 光ファイバどうしが接合していない部 ルとDR（Distribution Ribbon）ケー 分に歯ブラシを挿入し，長手方向にス ブルを開発しました．DS，DRケーブ ライドさせることで容易に単心分離が ルともに光ファイバどうしに撚りを入 できる構造となっており，これまで使 れずに集合させた構造となっており， 用していた単心分離工具を用いた単心 構造は各種特性を満足しつつ， 布設性， 分離と比較して作業性が大幅に向上 コスト面，作業性で優れていたタイト しました．また翌年にはさらなる設 型構造を採用しています．DSケーブ 備構築，運用コストの削減を目指し， ルは単心線，DRケーブルはテープ心 ルーラルエリアへの経済的な光化展開 線であり，DSケーブルに限っては心 を目的としてDZケーブルが開発され 線識別性，施工性向上の観点から2005 ました．DZケーブルは簡易布設技術 年に0.25 mmから0.5 mmの単心線に変 に適用できるようにケーブルの細径軽 更しました．また同時期に0.5 mm単 量化，およびドラムが軽量化していま 心線を適用した単心SSケーブルも開 ，7） す（6）（ ． 発導入しました．単心SSケーブルは， 今後の展開 開通工事の即応化やコストダウンを図 るため，SSWケーブルの少心系を基 本構造としています．配線区間に適用 されてきたDS，DRケーブルは，支持 民営化後30年で開発してきた代表 的なケーブルを紹介しました． 線部とケーブル部が一体化した簡易な 現在，これまでのケーブル開発で 構 造 と な っ て お り， 架 設 と 同 時 に 培った知見を積み重ね，架空，地下光 AOE（Aerial Optical E：Dの継承と ケーブルともに高密度化実装を追求し いう意味）クロージャを設置する必要 たWBZ，SSZ（ANSZ） ，DZケ ー ブ がありました．AOEクロージャは需 ルの導入に至っています．これらの 要が発生するまで使用されず，非効率 ケーブルは従来型の約 6 倍まで高密 な投資となるうえ，需要予測が外れ， 度化し，さらなるコストダウンを実現 近隣にクロージャが存在しない場合は しており，1900万加入まで普及拡大 ドロップケーブルのスパン架渉が必要 したフレッツ光の提供に大きく貢献し となります．そこでこれらの問題を解 ました．今後も，これら積み上げた知 決するために，クロージャを任意な場 見を継承しつつ，事業動向に即した技 所に後から設置可能とするDF（Dis 術提供を行うことで，引き続きネット tribution Flexible）ケーブルを2006 ワークの高度化 ・ 経済化に貢献してい 年に開発しました．DFケーブルはDS きます． ケーブルに弛みを付けたものであり， 弛み技術自体はSSWケーブル技術を 転用しています． （2） 特集：“光ブロードバンド加入 １ 千万突破を記 念 し て， ” 電 気 通 信，Vol.71，No.735，pp.1442，2008． （3） NTTネットワークシステム開発センタ 線路 システムプロジェクトグループ：“加入者ＳＭ 型光ファイバケーブル及び関連物品の現場技 術調査結果報告， ” 技開資，1990． （4） 高島：“光ファイバケーブルによる加入者網の 高度化と保守 ・ 運用に関する研究， ” 1995． （5） NTTネットワークシステム開発センタ 線路 システムプロジェクトグループ：“SM型光ファ イバWBケーブル現場技術調査結果， ” 1991． （6） NTTユーザシステム部 線路システムプロ ジェクグループ 光ケーブルプロジェクト： “加入細径ケーブル及び多心架空光ケーブルの 検討結果， ” 技開資，1993． （7） NTT電気通信研究所 線路研究所 加入者線 路研究所：“自己支持型光ファイバケーブル仕 様書技術資料， ” 1986． ■参考文献 （1） NTT技術予測研究会：“2030年の情報通信技 術 生活者の未来像， ” NTT出版，2015． （後列左から）加藤 丈明/ 遠藤 洋平/ 中川 直樹 （前列左から）尾本 清/ 鉄谷 成且 光ファイバケーブルの商用開始以降，光 サービスの展開に合わせて開発を進めてき ました．これからもさまざまなサービス提 供を可能とし事業貢献ができる，性能 ・ 施 工性に優れたケーブルを開発していきます． ◆問い合わせ先 NTTアクセスサービスシステム研究所 光アクセス網プロジェクト TEL 029-868-6370 FAX 029-868-6400 E-mail endo.yohei lab.ntt.co.jp NTT技術ジャーナル 2015.10 51 界に誇れる研究開発成果 （2） Bフ レ ッ ツ 提 供 拡 大 に 伴 う，